魏家地矿单一特厚煤层采动卸压瓦斯的地面钻井抽采技术研究

发布时间：2017-05-21 07:36

  本文关键词：魏家地矿单一特厚煤层采动卸压瓦斯的地面钻井抽采技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：论文对特厚煤层采空区气体分布、顶板来压期间瓦斯突涌规律进行了系统性研究,提出了地面钻井控制采空区瓦斯流场技术,替代井下顶板巷道抽采技术,研究了布井位置对采空区漏风和抽采瓦斯浓度、流量的影响,总结了地面钻井施工过程中的主要技术难题,分析了钻井产气规律及瓦斯流量变化特性,研究成果在甘肃魏家地煤矿进行了实际应用。通过计算流体力学软件FLUENT,模拟得出采空区气体分布及来压期间瓦斯异常涌出规律:(1)采空区内在靠近工作面区域分别存在氧气高浓度场和瓦斯低浓度场;(2)瓦斯浓度沿走向总体呈指数形式升高,沿倾向在靠近进风巷、回风巷两侧区域较低,沿垂向上在0~50m范围内增长较快;(3)冲击性顶板运动时,瓦斯涌出具有“速升-快减-缓降”三阶段特征,工作面瓦斯浓度增大存在“延迟效应”,即瓦斯浓度增大及峰值出现时刻要晚于顶板突然下沉时刻。确定了地面钻井合理的布井位置,对钻井施工过程中的主要技术难题进了总结分析:(1)钻井的最佳位置位于距风巷30m,距煤层底板36m处;(2)建立了泥页岩井壁力学与化学耦合分析模型,给出了泥页岩井壁岩石破坏准则,分析了地层出水对气体钻井的影响并给出了解决对策;(3)研究了气体钻井井斜的主要影响因素,分析了气体钻井过程中井斜的产生原因并给出了控制措施。单一特厚煤层采动卸压瓦斯的地面钻井抽采技术在甘肃靖远魏家地煤矿进行了工业试验,结果表明地面钻井抽采采动卸压瓦斯效果显著:试验区4口钻井累计抽采纯瓦斯629.256×104 m3,回风巷瓦斯浓度降低至0.2%~0.3%。顶板巷抽采流量大幅度降低,可被地面钻井所取代。
【关键词】：气体分布 流场控制 地面钻井 施工技术
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-23
• 1.1 选题背景与研究意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-21
• 1.3 主要研究内容及技术路线21-23
• 2 特厚煤层采空区气体分布23-36
• 2.1 模型建立及参数选取23-26
• 2.2 采空区瓦斯分布规律26-30
• 2.3 冲击性顶板运动时采空区瓦斯分布规律30-34
• 2.4 本章小结34-36
• 3 采空区瓦斯流场控制技术研究36-46
• 3.1 井下抽采控制瓦斯流场技术36-38
• 3.2 地面抽采控制瓦斯流场技术38-41
• 3.3 地面钻井抽采下采空区气体分布41-44
• 3.4 本章小结44-46
• 4 地面钻井现场施工技术46-64
• 4.1 地面钻井施工方法46-48
• 4.2 地面钻井现场施工48-54
• 4.3 泥页岩地层遇水井壁稳定性研究54-61
• 4.4 气体钻井井斜控制技术61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 工业性试验64-74
• 5.1 试验区域概况64-65
• 5.2 地面钻井瓦斯抽采分析65-73
• 5.3 本章小结73-74
• 6 结论与展望74-76
• 6.1 主要结论74-75
• 6.2 主要创新点75
• 6.3 研究展望75-76
• 参考文献76-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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3 王福厚;;高位钻孔抽放瓦斯冒落带及裂隙带高度确定方法[J];煤炭技术;2008年08期

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7 胡千庭;梁运培;林府进;;采空区瓦斯地面钻孔抽采技术试验研究[J];中国煤层气;2006年02期

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1 舒小波;气体钻井地层出水及仿生处理技术研究[D];西南石油大学;2014年

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本文编号：382898